当今社会,网络与互联网技术迅猛发展,其佐证就是每年各种新型社交网络应用的不断涌现。人们每天使用Internet的频率越来越高,他们利用Internet进行科学研究、网络购物、机票预订、查看新闻与天气状况……
在这个面向Internet的社会中,需要培养和训练专业技术人员对Internet、部分Internet或者连接到Internet的内部网络进行运营和管理。本书的目标是帮助学生总体上理解网络的基本知识,特别是Internet使用的协议。
本书特色
本书的主要目标是讲授网络原理,为了讲授这些原理,本书采用了以下方法。
协议分层
本书利用Internet协议分层和TCP/IP协议簇讲授网络原理。虽然有些网络理论在某些层次上可能有些重复,但每层都会有其特别强调的方面。这些理论在不同层次重复出现,使我们能够更好地理解相互之间的关系,因此利用协议分层方法讲授网络理论是有益的。例如,虽然寻址(addressing)在TCP/IP的4个层次中都会遇到,但是各层使用了不同的地址格式以实现各自不同的目标。另外,每层中的寻址范围也有不同。另一个例子是成帧与分组(framing and packetizing),这些内容在几层中也会重复出现,但是各层涉及的理论不同。
自顶向下方法
尽管本书的作者之一曾经编写过几本与网络和Internet相关的书籍(《Data Communication and Networking》、《TCP/IP Protocol Suite》、《Cryptography and Network Security》、《Local Area Networks》),但是本书讲授网络的方法不同。它采用自顶向下的方法。
虽然TCP/IP协议每一层建立在它下层提供的服务之上,但是学习每一层的知识有两种方法——自底向上或自顶向下。自底向上方法中,我们在学习应用层怎样利用比特传送消息之前,学习比特和信号怎样在物理层移动。自顶向下方法中,我们在学习消息怎样被分解成比特和信号、怎样实际地通过Internet传送之前,学习应用层协议怎样交换信息。在本书中,我们采用了自顶向下方法。
面向的读者
本书面向的读者为学术和专业技术人员。感兴趣的专业技术人员也可用本书作为自学指导书。作为教材,它可以用于一个学期或半个学期的课程,适用于大学本科最后一学年或研究生第一年的学习。虽然章节末尾的思考题需要一些概率知识,但是教材的学习只需要大学一年级讲授的基本数学知识。
本书的组织
本书包括11章和5个附录。
第1章 概论
第2章 应用层
第3章 传输层
第4章 网络层
第5章 数据链路层:有线网络
第6章 无线网络和移动IP
第7章 物理层和传输介质
. 第8章 多媒体和服务质量
第9章 网络管理
第10章 网络安全
第11章 Java Socket编程
附录 附录A到附录E
写作方法
本书采用的几种写作方法使学生能够很容易地理解计算机网络的基础知识,特别是Internet的相关知识。
形象直观
本书采用图文并茂的方式描述技术性很强的问题,而没有采用复杂的数学公式。670多幅插图与文字讲解,使内容更加直观易懂。在解释网络概念时,插图的作用尤其重要。对于很多学生来说,通过插图理解这些概念比通过文字更容易。
举例和应用
在合适的位置我们加入了一些例子,用于说明书中介绍的相关概念。同时,我们也在每章中添加了一些现实中的应用,用于激励学生学习。
章末资料
每章后包含的相关资料如下:
小结 每章末尾都包含覆盖本章内容的小结。小结将本章的重点内容关联起来,一目了然。
推荐读物 这一部分列出了与本章内容相关的主要参考文献。利用这个参考文献列表,可以在书末尾的“参考文献”部分快速找到相应文献。
习题集
每章都设计有习题集,用于巩固重要的概念,同时鼓励学生应用这些概念。习题集包括3部分:测试题、练习题和思考题。
测试题 测试题放置在本书的网站中,用于快速检查概念的掌握情况。学生可以通过完成这些测试题查看自己对内容的理解程度,网站可立即给出测试结果。
练习题 这部分包含与本书讨论内容相关的一些简单问题。题号为奇数的练习题答案放置于本书的网站中,学生可以查阅。
思考题 这部分内容包括一些较难的问题,需要较为深入地理解本章的内容才能解答。我们强烈推荐学生尝试解决所有这些问题。题号为奇数的思考题答案也放置于本书的网站中,学生可以查阅。
模拟实验
如果能够动手对分组流和分组内容进行分析,那么就能更好地理解这些网络概念。多数章节包含了一部分用于帮助学生进行实验的内容。这一部分内容分为两部分。
Applets Java小程序(Applets)放置在网站上,是由作者设计的交互式实验。这些小程序一部分用于更好地理解一些问题的解决方案,另一部分用于帮助读者在动手操作中更好地理解网络概念。
实验作业 一些章节包含了使用Wireshark模拟软件的实验作业。下载和使用Wireshark软件的方法在第1章中给出。另外一些章节给出的实验作业用于练习发送和接收分组,同时分析这些分组的内容。
编程作业
一部分章节包含有编程作业。编写一个有关进程或过程的程序能够澄清很多细节,并且能够帮助学生更好地理解隐藏在进程之后的概念。虽然学生可以使用自己熟悉的任意一种计算机语言编写和测试程序,但是本书网站中给出的答案是使用Java语言编写的,这些答案供教师使用。
附录
附录的目的是提供快速的资料参考和内容回顾,这些资料和内容可用于理解本书讨论的概念。
术语表和索引
为了更快地检索词汇和缩略语,本书给出了术语表和索引,但因篇幅所限,这些材料不包含在中文版书中,读者可到华章网站http://www.hzbook.com查阅。
教辅资源
本书包含的完整教辅资源可以从本书的网站http://www.mhhe.com/forouzan中下载1。这些资源包括以下内容。
幻灯片
网站给出了一组华美且栩栩如生的PowerPoint幻灯片,用于教学使用。
习题集答案
本书网站提供所有练习题和思考题的答案,供教师教学使用。
编程作业答案
本书网站也提供编程作业答案。其中第2章的程序采用C语言编写,其他章节的程序采用Java语言编写。
如何使用本书
本书章节的组织提供了很大的灵活性,我们建议如下:
第1章讨论的大部分内容是理解本书其他章节内容的基础。1.1节和1.2节内容对理解网络分层非常关键,而网络分层是本书内容组织的基础。1.3节和1.4节可以跳过或者安排为自学内容。
第2章至第6章基于TCP/IP协议簇的顶部4层,我们建议按照次序讲授,以保持本书自顶向下的方法。可是,有些部分可以跳过而不会失去连续性,例如第2章的客户-服务器Socket接口、第4章的下一代IP、第5章的其他有线网络。
为了使TCP/IP协议的讨论更加完整,本书添加了第7章物理层。如果教师感觉学生已经熟悉或者已经在相关课程中学习过这些内容,那么这些内容可以跳过。
在前6章讨论完后,第8章、第9章和第10章可以按任意次序讲授。教师可以全部或部分地讲授这些章节的内容,甚至可以跳过这些内容。
第11章为Java网络编程。该章有两个目的:首先,它给出客户-服务器编程思想,使学生更好地理解Internet的整体目标。其次,它可以为网络方面的高级课程做准备。第2章中关于C语言的内容与本章有一小部分重复,教师既可以使用第2章C语言部分的内容讲授网络编程基础,也可以使用第11章Java语言的内容进行讲授。
本书网站
本书网站http://www.mhhe.com/forouzan包含以下内容。
测试题
测试题放置于本书网站中,测试结果可以发送给讲授该课程的教师。
学生答案
奇数题号练习题和思考题的答案放置在本书网站中,用于帮助学生检查他们的学习状况。
Applets
学生可以使用为每章设计的小程序,观察实际的网络协议及其问题。
教师答案
所有练习题和思考题的答案放置在本书网站中,供讲授本课程的教师使用。
编程作业
编程作业的代码放置在本书网站中,供讲授本课程的教师使用。
PowerPoint幻灯片
华美且栩栩如生的幻灯片放置在本书网站中,供讲授本课程的教师使用。教师可以修改这些幻灯片以适应课程的需要。
致谢
显然,编写如此篇幅的书籍需要很多人的帮助。我们非常感谢同行评审专家在本书编写过程中做出的贡献。这些评审专家为:
Zongming Fei 肯塔基大学(University of Kentucky)
Randy J. Fortier 温莎大学(University of Windsor)
Seyed H. Hosseini 威斯康星大学米尔沃基分校(University of Wisconsin,Milwaukee)
George Kesidis 宾夕法尼亚州立大学(Pennsylvania State University)
Amin Vahdat 加利福尼亚大学圣地亚哥分校(University of California, San Deigo)
Yannis Viniotis 北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)
Bin Wang 莱特州立大学(Wright State University)
Vincent Wong 英属哥伦比亚大学(University of British Columbia)
Zhi-Li Zhang 明尼苏达大学(University of Minnesota)
Wenbing Zhao 克利夫兰州立大学(Cleveland State University)
特别感谢McGraw-Hill出版公司的人员。出版人Raghu Srinivasan证明了出版专家可以将不可能的事情变成可能。无论何时,只要有需要,策划编辑Melinda Bilecki都会给予帮助。在整个出版过程中,项目经理Jane Mohr一直以极大的热情指导我们。我们还要感谢项目经理Dheeraj Chahal、封面设计人Brenda A. Rolwes和文字编辑Kathryn DiBernardo。
Forouzan 和Mosharraf
加利福尼亚,洛杉矶
采用该书作教材的教师可向McGraw-Hill公司北京代表处联系索取教学课件资料,传真:+8610-62790292;电子邮件:instructorChina@mcgraw-hill.com。